Glîkolîz
Glîkolîz (bi înglîzî: glycolysis) di sîtoplazmaya xaneyê de bi navbeynkariya enzîman, hiweşandina glukozê bo pîruvatê.
Peyva glîkolîz ji du peyvên grekî; glykos û lysis pêk tê. Di zimanê grekan de peyva “glykos” ji bo şekir, şîrînî tê bikaranîn. Wateya peyva “lysis” jî dabeşkirin, helandin, parçekirin e. Ango wateya “glîkolîz” parçekirina şekir (glîkoz) e.[1]
Hemû enerjiya ko xaneyên zindî ji bo zindeçalakiyên xwe bi kar tînin, ji bendên kîmyayî yên xurekan, bi taybetî ji molekula glukozê tê dabînkirin.[2] Enerjiya kîmyayî ya nav glukozê bi çendan karlêkên kîmyayî; karlêkên oksan û kêmkirin (bi înglîzî: oxidation-reduction), ji bo çêkirina ATP tê bikaranîn.
Karlêka oksan û kêmkirin
biguhêre
Enerjiya di nav xurekan de embarkirî, bi karlêkên oksan û kêmkirin ên xaneyê ve tê serbestberdan. Molekulên xurekê ji bo bidestxistina enerjiyê wekî bexşînerên elektronan kar dikin.[2] Di xaneyê de bi karlêkên kîmyayî molekulên xurekê tên hilweşandin, enerjiya ji bendên kîmyayî yên xurekan hatiye berdan, bi şeweyê eletronan an jî hîdrojenan ji aliyê molekulên wergirên elektronan ve tê girtin û embarkirin ko paşê were bikaranîn. Ango xane enerjiya ji hilweşandina xurekan hatiye berdan rasterast bi kar naîne, lê di molekulên wekî ATP û nîkotînamîd adenîn dînukleotîd de (bi înglîzî: (NADH) nicotinamide adenine dinucleotide) embar dike.[2]
Di hilweşandina bendên kîmyayî yên glukozê de gava yekem glîkolîz e. Rêçeya glîkolîzê li ser bingeha karlêkên oksan û kêmkirinê rû dide.
Di karlêka kîmyayî de ji atomek an jî molekulek windakirina elektron, wekî oksan tê navkirin (bi înglîzî: oxidation). Ango gava ji atomek an jî molekulek elektron diqete, ew tê oksandin (bi înglîzî: oxidized). Atom bi tena serê xwe elekton bernade, divê atomek din an jî molekulek din jî di heman demê de elektrona hatiye berdan werbigire.
Ji aliyê atomek an jî molekulek ve wergirtina elektron wekî kêmkirin (bi înglîzî: reduction) tê navkirin. Ango karlêka oksan û kêmkirin di heman demê de rû didin.
Hin taybetmendiyên glîkolîzê
biguhêreGlîkolîz rêçeya metabolî ya xaneyê ye, ji rêzeya 10 karlêkên kîmyayî pêk tê.
Bi glîkolîze, hema di hemû xaneyan de glîkoz tê hilweşandin bo du pîruvatan û enerjiya tê berdan jî di ATP-yan de tê embarkirin.[3]
Ji bo glîkolîzê pêdivî bi oksîjenê nîn e, loma hema hemû zîndewer, ji bo bidestxistina enerjiyê, glîkolîzê bi kar tînin.[4]
Di xaneyên navikseretayî û navikrasteqînan de glîkolîz di sîtoplazmaya xaneyê de rû dide.
Glîkolîz bi molekulek glîkozê ya şeşkarbonî ya bi şêweyê xelekî dest pê dike û bi du molekulên pîruvat (bi înglîzî: pyruvate) ên sêkarbonî bi dawî dibe.
Di pêvajoya glîkolîzê de piraniya enzîman ji bo karlêkên pêçewane (bi înglîzî: reverse reactions) kar dikin, ango enzîm karlêkê bi pêşve an jî bi paş ve han dike.
Glîkolîz ji du qonaxên cuda pêk tê. Di qonaxa yekem a rêçeya glîkolîzê de ATP tê xerckirin, ango di qonaxa yekem de karlêkên wîzemij rû dide.[4]Bi vî awayê glukoz tê guhertin ko ji molekulek şeşkarbonî du molekulên sêkarbonî were bidestxistin.
Di qonaxa duyem a glîkolîzê de ji molekulan, enerjî tê bidestxistin, ango karlêkên wîzederkiriner rû dide, enerjiya ji molekulan tê berdan, bi şeweyê ATP tê embarkirin. Herwisa NADH jî tê oksandin bo NAD+.
Rêçeya karlêkên glîkolîzê
biguhêrePêvajoya glîkolîzê bi du beşên sereke tê şîrovekirin; beşa yekem û beşa duyem.
Beşa yekem a glîkolîzê (Gavên pêdivîya bi xerckirina enerjiyê)
biguhêreBeşa yekem a glîkolîzê ji 5 karlêkên li pêy hev pêk tê. Di vê qonaxê de molekulek glukoz tê hilweşandin bo 2 molekulên glîseraldehîd 3-fosfat (G3P). Ji bo van karlêkan pêdivî bi enerjiya ATP-yê heye. Ango evan karlêkan, karlêkên wizemij (endergonî) ne, ji bo berdewamiya karlêkê, enerjiya ji ATP-yê tê xerckirin.[5]
Gava 1.
Di gava yekem a glîkolîzê de enzîma hegzokînaz fosforîkirina (fosforîlasyon) şekira şeşkarbonî han dike. Hegzokînaz ATP -yê wekî çavkaniya fosfatê bi kar tîne. Ji ATP-yê fosfatek diqetîne û bi glukozê ve girê dide. Bi vî awayê glukoza-6-fosfat peyda dibe. Ev pêkhate bi qasî glukozê xweragir nîne, bi hesantir tevlê karlêkên kîmyayî dibe.[6]
Gava 2.
Di gava duyem a glîkolîzê de, enzîmek îzomeraz, glukoz-6 fosfatê diguherîne îzomerek wê ya bi navê fruktoz-6-fosfat. Ango enzîma îzomeraz, fosfoglukozê diguherîne bo îzomera fosfofruktozê.
Gava 3.
Di gava sêyem de fruktoz-6-fosfat ji aliyê enzîma fosfofruktokînaz (bi înglîzî: phosphofructokinase) ve tê hankirin. Ji ATP-ya duyem fosfatek tê qetandin û ji bo fosforîkirina fruktoz-6-fosfatê tê bikaranîn. Bi girêdana fosfata nû, fruktoz-1,6 dufosfat peyda dibe.
Gava 4.
Bi girêdana fosfatek nû, xweragiriya fruktoza-1,6 dufosfat hê lawaztir dibe. Di gava çaremîn a glîkolîzê de enzîma aldolaz (bi înglîzî: aldolase) çalak e. Aldolaz fruktoza-1,6 dufosfatê dabaş dike bo du îzomerên sêkarbonî: dîhîdroksîaseton-fosfat (bi înglîzî: dihydroxyacetone-phosphate) û glîseraldehîd-3-fosfat (bi înglîzî: glyceraldehyde-3-phosphate)
Gava 5.
Di pêvajoya gava pêncem de enzîmek îzomeraz dîhîdroksîaseton-fosfatê diguherîne bo îzomera wê ya bi navê glîseraldehîd-3-fosfat. Ango êdî karlêkên glîkolîzê bi du molekulên îzomerên hev, bi hebûna du glîseraldehîd-3-fosfat didome.[6]
Beşa duyem a glîkolîzê (Gavên bidesxistina enerjiyê)
biguhêreDi beşa duyem de bi 5 gavan, glîseraldehîd-3-fosfat tê guhertin bo pîruvatê û ATP tê bidestxistin.
Hetanê vê gavê, bo hilweşîna glukozek, du ATP hat xerckirin, hîç ATP nehat bidestxistin û du molekulên sêkarbonî hatin çêkirin. Ev herdu molekul di beşa duyem a glîkolîzê de tên bikaranîn. Di vê qonaxê de 4 ATP tê bidestxistin lê ji ber ko ji bo hilweşandina glukozê 2 ATP hatibû xerckirin, di glîkolîzê de, ji glukozek qezenca enerjiyê 2 ATP ye. Herwisa ligel ATP-yê 2 molekulên NADH ên bi enerjiya bilind jî peyda dibin.
Gava 6.
Di gava şeşem a glîkolîzê de bi oksandina glîseraldehîd-3-fosfat, elektronên bi enerjiya bilind tên berdan, elektron ji aliyê NAD+ ve tên girtin û NADH peyda dibe. Paşê, glîseraldehîd-3-fosfat tê fosforîkirin û fosfatek din lê tê zêdekirin. Lê ji bo vê fosforîkirinê pêdivî bi ATP-yê nîn e. Bi vî awayê molekula nû ya bi navê 1,3-bîsfosfoglîserat (bi înglîzî: 1,3-bisphosphoglycerate) peyda dibe.[6]
Enzîma dîhîdrogenez ji glîseraldehîd-3-fosfatê cotek atomên hîdrojenê (2 elektron û 2 proton) diqetîne. 2 elektron û protenek tê şandin bo koenzîma NAD+. Protona din wekî iyonên hîdrojenê (H+) belavê hawirdorê dibe.[7] Ango NAD+ molekulek hîdrojenê û elektronek werdigire. Ji ber elektrona bi bargeya negatîv, bargeya NAD+ netar dibe û bi girêdana molekula hîdrojenê jî NADH peyda dibe.
Elektron gava ji glîseraldehîd-3-fosfatê tên guhaztin bo NAD+ ê, ji enerjiya potansiyela xwe pir hindik enerjî winda dikin. Ango NADH ên elektron guhêzer, bi enerjiyê dewlemend in.[7]
Berdewemiya karlêkê bi hebûna molekula NAD+ ve girêdayî ye. NADH (nîkotînamîd adenîn dînukleotîd) Loma divê di xaneyê de NADH bi oksandinê elektron berde û bibe NAD+. Heke bi têra xwe NAD+ tune be, leza karlêkên beşa duyem a glîkolîzê hêdî dibin an jî glîkolîz radiweste.
Heke di xaneyê de oksîjen hebe, NADH bi hêsanî tê oksandin. Ji NADH-ê hîdrojen tên berdan elektronên bi enerjiya bilind bi berdana hîdrojenan ji NADH-ê diqetin û NAD+ peyda dibe. Piştî glîkolîzê, hîdrojenên ji NAD+ hatine berdan, ji bo çêkirina ATP tên bikaranîn.
Heke di hawirdorê de oksîjen tûne be, oksandina NADH bo NAD+, bi rêçeya genînê rû dide.
Gava 7.
Di vê qonaxê de 1,3 bîsfosfoglîserat bi hankirina enzîma fosfoglîserat kinaz, fosfata bi enerjiya bilind dide ADP-yê ko molekulek ATP were çêkirin.
Heke enzîm ji molekulek endamî fosfatê biqetîne û wê rasterast bi ADP-yê ve girê bide, ev fosforîkirin wekî fosforîlasyona di asta substradê (bi înglîzî: substrate-level phosphorylation) tê navkirin.[1]Di 1,3 bîsfosfoglîseratê de komek karbonîl tê oksandin bo komek karboksîl, bi vî awayê 3-fosfoglîserat peyda dibe.
Gava 8.
Di gava heyştem de koma fosfta di 3-fosfoglîseratê de mayî bi hankirina enzîma îzomeraz a bi navê mutaz, ji karbona sêyem tê guhaztin bo karbona duyem û 2-fosfoglîserat peyda dibe.(3-fosfoglîserat û 2-fosfoglîserat îzomerê hev in).
Gava 9.
Di vê gavê de enzîma enolaz çalak e. Enolaz ji 2-fosfoglîseratê molekulek avê (H2O) digetîne, bi dûrxistina avê, ji ber karlêka dehîdrasyonê, di molekula mayî de cotebendek kîmyayî ava dibe. Ji ber cotebendê enerjiya potansiyel a bendê fosfatê zêde dibe û molekula fosfoenolpîruvat (PEP) (bi înglîzî:phosphoenolpyruvate) peyda dibe
Gava 10.
Di gava dawî ya glîkolîzê de karlêka kîmyayî bi enzîma pîruvat kînaz ve tê hankirin. Ji fosfoenolpîruvatê fosfatek tê qetandin û ji bo çêkirina ATP-ya duyem tê bikaranîn. Molekula mayî êdî wekî asîda pîruvî an jî pîruvat tê navkirin.[6]
Encamên glîkolîzê
biguhêre
Glîkolîz bi glukozek dest pê dike û bi du molekulên pîruvat, bi tevahî bi çar molekulên ATP û du molekulên NADH-ê bi dawî dibe.
Di destpêka glîkolîzê de, glukoza seşkarbonî ya xelekî, bi xerckirina du ATP, ji bo têkşikestinê tê amadekirin, loma herçiqas ji glîkolîzê çar ATP berhem bibin jî, di rastî de di dawiya glîkolîzê de safî du ATP tên bidestxistin.
Heke xane piştî glîkolîzê, molekulên pîruvatê hê zêdetir hilneweşîne, wê ji glukozek tenê du ATP bi dest bixe.
Li dawiya glîkolîzê, elektronên bi enerjiya bilind ên ji bendên kîmyayî yê glukozê, her ko ji wergirek elektronê diguhazin molekulek din a wergira elektronê, piraniya enerjiya xwe winda dikin. Ev enerjî dibe ko ji bo çêkirina ATP an jî ji bo çêkirina hinek bendên kîmyayî yên nû were bikaranîn. Herwisa hinek ji enerjiya elektronan jî wekî enerjiya tînê (germahî) li hawirdorê belav dibe. Piştê glîkolîzê, elektronên bi enerjiya kêmbûyî ji bo wergira dawî ya elektronê tên guhaztin.[5]
Heke molekula kotahî ya elektonan werdigire oksîjen be, ev kar wekî bahenaseya xaneyî (bi înglîzî: aerobic cellular respiration) tê navkirin. Heke wergira kotahî ji bilî oksîjenê, molekulek neendamî be (sulfat (SO4)2-, nîtrat (NO3)-, an jî sulfur (S)) ev kar wekî nebahenaseya xaneyî (bi înglîzî: anaerobic cellular respiration) tê navkirin.
Hin caran jî ji bo elektronan wergira kotahî molekulek endamî ye (pîruvat), vê gavê ev rêçeya metabolî wekî genîn (bi înglîzî: fermentation) tê navkirin.[5].
Girêdanên derve
biguhêreFerhenga Biyolojiyê [2]
Çavkanî
biguhêre- ^ a b Brooker, R., Widmaier, E., Graham, L., & Stiling, P. (2017). Biology (4th ed.).
- ^ a b c O'Connor, C. M. & Adams, J. U. Essentials of Cell Biology. Cambridge, MA: NPG Education, 2010
- ^ Britannica, The Editors of Encyclopaedia. "glycolysis". Encyclopedia Britannica, 20 Feb. 2024, [1]. Accessed 8 March 2024.
- ^ a b Solomon, E., Martin, C., Martin, D., & Berg, L. (2015).Biology. Stamford: Cengage Learning.
- ^ a b c Losos, J., Mason, K., Johnson,G., Raven, P., & Singer, S. (2016). Biology (11th ed.). New York, NY: McGraw-Hill Education.
- ^ a b c d Rye, C., Wise, R., Jurukovski, V., Desaix, J., Choi, J., & Avissar, Y. (2017).Biology. Houston, Texas : OpenStax College, Rice University,
- ^ a b Reece, Jane B. Campbell Biology : Jane B. Reece ... [et Al.]. 9th ed., Boston, Ma, Benjamin Cummings, 2011.